Respuesta a estrés y biología sintética de microorganismos fotosintéticos

El propósito fundamental de nuestra investigación es mejorar la productividad fotosintética primaria –y consecuentemente el secuestro de CO₂– en condiciones de estrés en cianobacterias y microalgas.

Una de nuestras líneas de trabajo se centra en comprender cómo las cianobacterias ajustan el proceso fotosintético en respuesta a los cambios en la disponibilidad de metales. En estos organismos, el citocromo c₆ (una ferroproteína) y la plastocianina (una proteína de cobre) actúan como transportadores alternativos de electrones, tanto entre los complejos fotosintéticos citocromo b₆f y fotosistema I como en respiración. Recientemente se ha descrito que el sistema que regula el intercambio citocromo c₆/plastocianina está compuesto por un factor de transcripción (PetR) y una proteasa (PetP), esta última actuando como regulador de los niveles del factor de transcripción en respuesta a la presencia de cobre. En el grupo estamos llevando a cabo una caracterización en profundidad del sistema que regula el intercambio citocromo c₆/plastocianina en las cianobacterias Synechocystis y Anabaena, tratando de identificar los mecanismos de detección del cobre y de transducción de señales y la regulación del metabolismo del cobre y el hierro en estos organismos. Además, esta línea de investigación incluye el diseño de nuevas herramientas genéticas en cianobacterias que permitan el desarrollo de técnicas de ingeniería genómica y biología sintética en estos organismos. Este conocimiento facilitará el uso de las cianobacterias como biofactorías.

Nuestro grupo trabaja además en una segunda línea de investigación, centrada en la mejora de la productividad primaria de microalgas en condiciones de estrés por elevada luz y/o temperatura. Las microalgas no solo son constituyentes fundamentales del fitoplancton oceánico, contribuyendo de forma decisiva a la fijación de CO₂, sino que pueden ser usadas como fuente de biomasa, biocombustibles, productos químicos de interés, piensos para animales y fuente de fitoplancton en acuicultura. Sin embargo, las condiciones de estrés limitan la eficiencia fotosintética y la productividad primaria de las microalgas. En nuestro grupo utilizamos la diatomea modelo Phaeodactylum y el alga verde Chlamydomonas, con el objetivo de generar nuevas cepas capaces de crecer mejor en condiciones de limitación por altas temperaturas y/o alta intensidad luminosa. Ello resultaría en un aumento de las capacidades biotecnológicas de estas microalgas, tanto bajo las condiciones climáticas actuales en España, que limitan su producción comercial, como en las condiciones de calentamiento global que se aproximan.

Líneas de investigación:

– Proteínas redox alternativas en fotosíntesis

– Biología sintética en cianobacterias

– Mejora de la productividad primaria de microalgas en condiciones limitantes